KR101842358B1 - 모터 구동형 이식기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 모터에 의하여 구동되는 이식기를 제공한다. 본 발명 이식기는 종래와 같이, 프레임과, 이식하는 작물을 지중에 심기 위한 이식컵, 그리고 상기 프레임에 지지되면서 구동력에 의하여 상기 이식컵을 상하 운동시키는 이식링크를 구비하고 있다. 그리고 전기를 공급하기 위한 배터리와; 상기 배터리에서의 전기에 의하여 정해진 회전수로 출력하는 주행모터; 상기 주행모터에서 동력을 공급받고, 원하는 회전수를 출력할 수 있는 트랜스미션; 상기 트랜스미션의 출력에 의하여 회전하는 것에 의하여, 이식기를 주행시키는 주행휠; 상기 배터리에서의 전기에 의하여 회전하고, 이식컵을 상하운동시키는 이식링크의 주기를 조절할 수 있도록 출력 회전수가 제어되는 이식모터; 이식하는 작물에 대한 주간 간격을 조절하기 위하여, 상기 이식모터의 출력 회전수를 설정하여 링크기구에 의한 이식컵의 상하 이동주기를 제어할 수 있도록 사용자가 입력할 수 있는 입력수단; 그리고 상기 입력수단에 의하여 입력된 회전수에 대응하도록 상기 이식모터의 회전수를 제어하는 제어부로 구성된다. 이식기가 슬립이 발생하더라도 이를 고려하여 주간 거리를 조절할 수 있다.

Description

모터 구동형 이식기{A transplanter using moters}

본 발명은 이식기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 일정한 크기로 트레이에서 키운 작물을 실제 재배지로 이식하기 위하여 주행 및 이식 작업을 전기에 의하여 구동되는 모터를 이용하면서 정확한 이식 거리(주간 거리)를 조절할 수 있는 이식기에 관한 것이다.

주로 밭에서 재배하는 작물을 이식하는 이식기는 엔진의 힘을 구동원으로 이 용하는 것이 대부분이었다. 그러나 에너지 및 환경 차원에서 최근에는 배터리를 구동원으로 하는 다양한 형태의 이식기가 제안되고 있으며, 예를 들면 한국 특허 제10-1599198호를 들 수 있다. 이와 같이 배터리를 사용하는 경우에는, 배터리에서 공급되는 전기에 의하여 회전력을 발생하는 모터를 구동원으로 사용하게 된다.

이식기의 경우, 모터에서 발생하는 동력을 필요로 하는 부분은 주행계와 작업계로 구분될 수 있다. 즉, 일반적으로 이식기의 경우 주행을 위하여 휠로 동력을 전달해야 함과 동시에, 이식컵의 이식 동작을 위해서 링크를 통하여 이식컵을 구동시켜야 한다. 배터리와 모터를 이용하여 이식기를 구동하는 경우에는 이와 같은 동력 분배가 중요한 설계 조건이라고 할 수 있다.

그리고 이식기가 동작할 경우, 두둑과 같이 실제 작물의 이식이 이루어지는 재배지에는 흙이 많기 때문에, 모터에 의하여 주행하는 구동휠이 슬립이 발생할 수 있다. 여기서 정해진 속도로 주행하는 이식기는, 작물의 이식 거리(주간 거리)가 주행 속도에 따라서 정해져야 함은 당연하고, 이와 같이 슬립이 발생하는 경우에는 실질적으로 주간 거리를 설정된 정확한 거리로 유지하는 것이 용이하지 않다.

본 발명은 주행계 및 이식계로 동력의 배분이 가장 효율적으로 이루어질 수 있는 배터리 구동형 이식기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은 재배지에서 주행 휠의 슬립이 발생하더라도 정해진 주간 거리를 정확하게 유지하면서 이식할 수 있는 이식기를 제공하는 것에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 작물을 이식하는 주간 거리를 정확하게 조절 가능한 이식기를 제공하는데 있다.

본 발명에 의하면 프레임과, 이식하는 작물을 지중에 심기 위한 이식컵, 그리고 상기 프레임에 지지되면서 구동력에 의하여 상기 이식컵을 상하 운동시키는 이식링크를 구비하는 이식기에 있어서; 전기를 공급하기 위한 배터리와; 상기 배터리에서의 전기에 의하여 정해진 회전수로 출력하는 주행모터; 상기 주행모터에서 동력을 공급받고, 원하는 회전수를 출력할 수 있는 트랜스미션; 상기 트랜스미션의 출력에 의하여 회전하는 것에 의하여, 이식기를 주행시키는 주행휠; 상기 배터리에서의 전기에 의하여 회전하고, 이식컵을 상하운동시키는 이식링크의 주기를 조절할 수 있도록 출력 회전수가 제어되는 이식모터; 이식하는 작물에 대한 주간 간격을 조절하기 위하여, 상기 이식모터의 출력 회전수를 설정하여 링크기구에 의한 이식컵의 상하 이동주기를 제어할 수 있도록 사용자가 입력할 수 있는 입력수단; 그리고 상기 입력수단에 의하여 입력된 회전수에 대응하도록 상기 이식모터의 회전수를 제어하는 제어부로 구성된다.

그리고 본 발명의 다른 실시례에 의하면, 주행휠의 슬립율을 감지하는 슬립감지수단을 더 포함하여 구성되고, 상기 제어부는 슬립감지수단에 의한 슬립율을 고려하여 상기 이식모터의 회전수를 제어한다.

본 발명의 또 다른 실시례에 의하면, 슬립감지수단은, 상기 트랜스미션의 출력축의 회전수를 감지하는 제1센서와, 상기 주행휠의 회전수를 감지하는 제2센서, 그리고 상기 제1센서 및 제2센서에서의 신호를 연산하는 것에 의하여 슬립율을 연산하는 제어부로 구성된다.

이상과 같은 구성을 가지는 본 발명에 의하면, 기본적으로 주행계와 이식계를 구동시키는 구동모터를 각각 별도로 설치하고, 주행모터는 정해진 출력을 가지도록 하고 트랜스미션을 통하여 주행 속도를 조절하며, 이식모터는 이식기의 주행 속도에 대응하여 출력 회전수를 변경시키도록 하고 있음을 알 수 있다. 따라서 정격 출력에 의하여 배터리 사용의 효율을 높임은 물론이고 트랜스미션의 사용에 의하여 종래의 이식기에서 큰 설계 변경 없이 적용이 가능하며, 주행 속도에 따라서 정확한 주간 조절이 가능한 장점을 기대할 수 있다고 생각된다.

그리고 본 발명에 의하면, 입력부를 통하여 사용자가 수동으로 주간 간격을 미세하게 조절할 수 있어서, 수동으로도 이식기의 슬립에 대하여 능동적으로 대치할 수 있고, 이는 작업 환경에 대하여 최적의 주간 거리 조절이 가능하다는 것을 의미한다고 할 수 있다.

또한 본 발명에 의하면, 트랜스미션의 실제 출력에 대한 현재의 주행 속도 차이를 산출함으로써, 실질적으로 재배지의 흙의 상태에 따른 슬립을 고려하여, 자동으로 최적의 주간 거리를 조절할 수 있는 장점을 가지고 있다고 할 수 있다.

도 1은 본 발명 이식기의 측면 예시도.
도 2는 본 발명 이식기의 블럭도.

다음에는 도면에 도시한 실시례에 기초하면서 본 발명에 대하여 더욱 상세하게 살펴보기로 한다. 도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 이식기는, 주행을 위한 동력을 발생시키는 주행용모터(10)와, 상기 주행용모터(10)의 출력을 받아서 다단의 출력을 내는 트랜스미션(12), 그리고 상기 트랜스미션(12)의 출력에 의하여 회전하는 한 쌍의 주행휠(20)을 포함하고 있다.

그리고 본 발명의 이식기는, 상기 주행용모터(10) 이외에 작업을 위한 작업용모터(30)를 구비하고 있으며, 이러한 작업용모터(30)에서의 출력은 링크기구(34)를 구동시킴으로써 이식컵(32)을 상하 방향으로 운동시키면서, 묘종을 재배지에 이식시키도록 구성되는 것이다. 상술한 바와 같이, 이식기는 주행을 위한 주행계에서 동력을 필요로 하고, 이와는 별도로 이식을 위한 작업계에서도 동력을 필요로 하고 있다.

본 발명에서는 주행용모터(10)와 작업용모터(30)를 별도로 설치함으로써, 각각 필요로 하는 정확한 회전수를 용이하게 얻을 수 있도록 구성함과 동시에 배터리(B)를 가장 효율적으로 사용할 수 있도록 설계하고 있다. 본 발명의 주행용모터(10)는 배터리(B)에서의 전력으로, 정해진 회전수의 출력을 가지도록 설계되어 있다. 즉, 상기 주행용모터(10)는 회전수의 변화를 필요로 하지 않고 일정한 회전수의 출력을 제공하도록 설정함으로써, 비용에 대한 경제성을 달성함과 동시에 정격 출력을 가짐으로써 배터리(B)의 전력 소모를 최대한 효율적으로 유지할 수 있도록 구성하고 있다.

따라서 상기 주행용모터(10)에서의 출력은 트랜스미션(12)으로 전달되고 상기 트랜스미션(12)은 조작자의 선택에 따라서 원하는 회전수의 출력이 주행휠(20)로 전달된다. 이식기 자체의 안정적이 주행을 위하여 주행휠(20)은 후방 측에 배치되어 있고, 전방 측에는 한 쌍의 보조휠(22)이 설치되어 있다. 그리고 위에서 설명한 주행용모터(10) 및 트랜스미션(12), 그리고 배터리(B) 등은 실질적으로 이식의 골격이라고 할 수 있는 프레임(F)에 의하여 지지되고 있다. 그리고 상술한 휠(20,22)도 실질적으로 상기 프레임(F)에 의하여 지지되고 있다고 할 수 있다.

그리고 상기 주행용모터(10)보다 후방 측에 설치되는 작업용모터(30)는, 묘종을 재배지에 심기 위한 이식컵(32)를 승하강시키는 링크기구(34)를 구동하기 위한 것이다. 일반적으로 이식기는, 다수의 묘공급컵(36)에서 공급받는 묘종을 지중에 심기 위한 이식컵(32)을 상하 방향으로 구동시키기 위한 링크기구(34)를 구비하고 있음은 당연하다. 이러한 링크기구(34)는 제조사 및 사양에 따라서 다양한 것이 알려져 있고, 본 발명에서는 어떠한 링크기구를 사용하는 것도 가능하다.

이러한 작업용모터(30)에 의하여 이식컵(32)이 상하 운동하는 주기에 따라서 주간 거리(주행 방향에 따른 이식 거리)가 결정된다. 따라서 이식기의 주행 속도에 따라서 상기 작업용모터(30)의 출력이 변화해야만, 원래 설정된 정확한 주간 거리를 유지할 수 있다. 따라서 본 발명의 작업용모터(30)는, 후술하는 제어부에서의 신호에 기초하여, 출력 회전수를 변경할 수 있는 것이어야 한다. 여기서 주간거리를 조절한다고 함은, 이식모터(30)의 회전수를 조절함으로써 실질적으로는 링크기구(34)를 통한 이식컵(32)의 상하 운동 주기를 조절하는 것이라고도 할 수 있다.

본 발명에서는 주행을 위한 주행용모터(10)는 정격 회전수를 출력하도록 하고, 트랜스미션(12)을 이용함으로써 주행 속도를 조절하고 있고, 작업용모터(30)는 회전수 제어가 가능한 모터를 이용하고 있음을 알 수 있다. 이와 같이 구성하는 것에 의하여, 주행을 위한 동력 사용 시 배터리를 가장 효율적으로 소모할 수 있음과 동시에 기존의 트랜스미션을 그대로 이용함으로써 이식기 전체의 구조적 변화를 최소화시켜서 보다 용이하게 양산에 적용할 수 있도록 구성한다. 그리고 작업용모터(30)를 회전수 제어 가능하도록 구성함으로써, 주행 속도에 대하여 최적의 이식 주기를 확보할 수 있을 것으로 기대된다.

이와 같은 본 발명의 이식기는, 사용자가 잡기 위한 핸들(14)과, 이러한 핸들(14) 주변에 설치되어 주행 및 이식에 필요한 조작을 수행하기 위한 다양한 종류의 조작레버(16) 등을 구비하고 있음은 종래의 것과 동일하다. 다음에는 도 2를 같이 참조하면서, 본 발명의 이식기에 대한 제어와 관련된 구성을 도 2를 같이 참조하면서 살펴보기로 한다.

일반적으로 이식기는 다양한 종류의 작물을 이식하는 것이기 때문에, 작물의 종류에 따라서도 기본적으로 주간 간격이 다르게 설정되어야 한다. 따라서 이식모터(30)는 제어부(50)에 의하여 그 회전수가 조절될 수 있어야 한다. 그러나 주행모터(10)는 정해진 회전수로 출력되고 있으며, 주행 속도는 위에서 언급한 바와 같이 트랜스미션(12)에 의하여 결정될 것임은 상술한 바와 같다.

이와 같이 이식모터(30)는 제어부(50)의 명령에 따라서 출력 회전수를 달리함으로써 다양한 작물의 이식에 대응할 수 있게 된다. 여기서 제어부(50)는 입력부(46)에서의 입력 신호에 기초하여, 그에 상응하는 신호를 이식모터(30)로 출력한다. 상기 입력부(46)는 사용자가 이식하고자 하는 작물에 따른 주간 거리를 설정할 수 있는 입력장치이고 다양한 형태의 것이 사용될 수 있다.

이러한 입력장치는 이식하고자 하는 작물에 대응하는 주간거리를 사용자가 선택할 수 있도록 구성되고 있는 것이면 어떠한 것이라고 사용될 수 있고, 예를 들면 다이얼방식의 입력장치를 사용하여, 주간 거리를 선택할 수 있도록 할 수 있다. 이러한 기본적인 주간 거리는, 이식물에 따라서 10, 20, 30 등으로 구분할 수 있을 것이고, 이러한 기본적인 단위 사이에서 미세 조정이 가능하도록 할 수 있다. 예를 들면 10으로 설정되어 있는 양파 이식에 있어서 기본적으로 사용자는 10이라는 주간 거리로 설정하여 이식기를 동작시킬 수 있다.

여기서 이식이 시작된 후, 재배지의 흙 상태로 인하여 주행휠(20)에 슬립이 발생하는 경우, 이러한 슬립을 고려하여 입력장치(46)를 통하여 주간 거리를 10+α가 되도록 미세 조정하는 것이 가능하다. 이와 같은 미세 조절의 경우, 상기 입력부(46)를 이용하여 사용자가 직접 조절하는 것도 가능하다.

본 발명의 이식기는, 기본적으로 사용자가 특정 작물을 이식할 때, 이에 대응하는 주간 거리를 가질 수 있도록 상기 입력부(46)를 조작하는 것에 의하여, 제어부(50)는 이식모터(30)의 회전수를 설정하게 된다. 그리고 실제 이식기의 동작 시, 재배지의 흙 상태에 따라서 슬립이 발생할 수 있는데, 이러한 슬립에 대응하여 최적의 주간 거리를 가질 수 있도록 상기 이식모터(30)의 회전수를 미세조절하는 것이 가능하다.

그리고 본 발명에서는 이와 같은 이식모터(30)의 미세 회전수 조절을 자동으로 조절할 수 있는 기능도 가지고 있다. 즉, 상기 제어부(50)는 주행하는 이식기에서 발생하는 슬립의 양을 측정하고 이러한 슬립 양에 기초하여 제어부(50)가 이식모터(30)의 회전수를 계산하여 재설정하는 기능을 가지고 있는 것이다.

본 발명의 이식기는, 트랜스미션의 출력감지센서(44)를 구비하고 있다. 이러한 트랜스미션 출력감지센서(44)는 주행모터(30)의 회전력에 기초하여 실제 설정된 주행속도를 가질 수 있도록 트랜스미션의 출력축의 회전수를 감지하는 것이라고 할 수 있다. 그리고 발명 이식기는 상기 주행횔(20) 또는 안내휠(22)이 회전하는 회전수를 직접 측정하는 것에 의하여 실제 주행속도를 감지하기 위한 속도센서(42)도 구비하고 있다. 이러한 속도센서(42)는 주행휠(20) 또는 보조휠(22)의 회전수를 감지하는 것 이외에도 알려진 다양한 방법을 실제 속도를 감지할 수 있음은 물론이고, 예를 들면 GPS 감지신호를 이용하는 것도 가능하다.

상기 제어부(50)는, 실제 속도를 감지하는 속도센서(42)에서 입력되는 신호와, 트랜스미션 출력감지센서(44)에서 입력되는 신호를 비교하는 것에 의하여, 실제 주행하는 이식기에서 발생하는 슬립율을 연산할 수 있다. 상기 제어부(50)에 의하여 슬립율이 계산되면, 이러한 슬립율을 고려하여 실제 설정된 주간 거리에 이식이 이루어질 수 있도록 상기 이식모터(30)의 회전수를 제어하는 것도 가능하게 되는 것이다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 이식기는 주행계와 이식계에 각각 별도의 모터를 설치함으로써 정확한 주간 거리를 제어할 수 있도록 하는 것을 기본적인 주제로 하고 있음을 알 수 있다. 여기서 주행모터 및 트랜스미션을 동시에 이용함으로써 배터리(B)의 효율을 최대한 확보함과 동시에, 기존의 이식기에서 최소한의 설계 변경을 통하여 배터리 구동형 이식기를 구현할 수 있는 점도 주목할 필요가 있다고 생각된다.

그리고 주행을 위한 트랜스미션의 출력과 실제 주행속도를 비교함으로써, 재배지의 흙 상태에 따른 주행휠(20)의 슬립 발생율을 고려하여, 가장 바람직한 주간 거리를 수동으로 또는 자동으로 변경할 수 있다는 점도 주목해야 할 착상의 하나라고 할 수 있다. 이와 같은 본 발명의 기본적인 기술적 사상의 범주 내에서 통상의 기술자에게 있어서는 다양한 변형이 가능할 것임은 당연하다고 할 수 있고, 본 발명의 보호범위는 첨부한 특허청구의 범위에 기초하여 해석되어야 할 것임은 자명하다.

10 ..... 주행모터
12 .... 트랜스미션
14 ..... 핸들
20 ..... 주행휠
22 ..... 보조휠
30 ..... 이식모터
34 ..... 링크기구
42 ..... 속도센서
44 ..... 트랜스미션 출력감지센서
46 ..... 입력부
50 ..... 제어부

Claims (3)

1. 프레임과, 이식하는 작물을 지중에 심기 위한 이식컵, 그리고 상기 프레임에 지지되면서 구동력에 의하여 상기 이식컵을 상하 운동시키는 이식링크를 구비하는 이식기에 있어서;
   전기를 공급하기 위한 배터리와;
   상기 배터리에서의 전기에 의하여 정해진 회전수로 출력하는 주행모터;
   상기 주행모터에서 동력을 공급받고, 원하는 회전수를 출력할 수 있는 트랜스미션;
   상기 트랜스미션의 출력에 의하여 회전하는 것에 의하여, 이식기를 주행시키는 주행휠;
   상기 배터리에서의 전기에 의하여 회전하고, 이식컵을 상하운동시키는 이식링크의 주기를 조절할 수 있도록 출력 회전수가 제어되는 이식모터;
   이식하는 작물에 대한 주간 간격을 조절하기 위하여, 상기 이식모터의 출력 회전수를 설정하여 링크기구에 의한 이식컵의 상하 이동주기를 제어할 수 있도록 사용자가 입력할 수 있는 입력수단;
   상기 입력수단에 의하여 입력된 회전수에 대응하도록 상기 이식모터의 회전수를 제어하는 제어부; 그리고
   상기 트랜스미션의 출력축의 회전수를 감지하는 제1센서와 상기 주행휠의 회전수를 감지하는 제2센서를 포함하는 슬립감지수단으로 구성되고;
   제어부는 제1센서 및 제2센서에서의 신호를 연산하는 것에 의하여 주행휠의 슬립율을 연산하고, 이러한 슬립율에 기초하여 이식모터의 회전수를 제어하는 것을 특징으로 하는 모터 구동형 이식기.
   
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